1. 演進中的程式語言

1.1 計算機技術演進過程

• 計算機系統結構時代（1946-1981）-> 解決計算效能問題 -> C語言
• 網路和視窗時代（1981-2008）-> 解決計算互動問題 -> Java HTML等
• 複雜資訊系統時代（2008-2016）-> 解決資料週期問題 -> JS/Java/C++/Python…
• 人工智慧時代（2016至今）-> 解決人類需求問題 -> Python

1.2 各程式語言的歷史使命

1.3 計算條件

• 計算機效能已經不是解決一般問題的瓶頸
• 大資料、雲端計算、物聯網、資訊保安、人工智慧等需求爆發
• 計算領域核心矛盾不再是效能而轉化為產量、效率和方法的不足

1.4 Python語言

• 通用語言
• 指令碼語言
• 膠水語言
• 跨平臺語言
• 多模型語言

2. 編譯和解釋

程式語言的執行方式

（1）編譯執行: 將原始碼一次性轉換成目的碼的過程

• 類似英語翻譯
• 靜態語言：C、C++、Java(不好說算是編譯還是解釋）…
  • 編譯過程沒有時間限制，優化更充分，執行速度更快
  • 編譯後程序可以在同系列系統中直接執行，不需要執行環境

（2）解釋執行：將原始碼逐條轉換成目的碼同時逐條執行的過程

• 類似同聲傳譯
• 指令碼語言：PHP、JavaScript、HTML、Python…
  • 執行過程需要原始碼，程式維護更靈活
  • 通過在不同系統中配置執行環境，可以實現原始碼的跨平臺執行

3. Python語言特點

Python語言特點：語法簡潔

• 1.沒有分號、沒有函式約束、沒有大括號、沒有begin/end
• 2.沒有型別宣告、沒有變數定義、沒有指標

# 計算並輸出1到100整數的和
s = 0
for i in range(1,101):
    s += i
print(s)

# 計算並輸出n的階乘
def fact(n):
    if n== 1:
        return 1
    return n*fact(n-1)
print(fact(10))

Python語言特點：開源生態

• 1.超過14萬個第三方庫免費使用
• 2.避免重複造輪子的先進理念。
• 3.底層可封裝C/C++等語言的程式碼，站在巨人肩膀上程式設計

# 影象的輪廓獲取
from PIL import Image
from PIL import ImageFilter
im = Image.open('Big6.jpg')
om = im.filter(ImageFilter.CONTOUR)
om.save('Big6Contour.jpg')

工具決定思維：關注工具變革的力量

4. 計算生態與超級語言

4.1 計算生態的歷史

計算生態：自由軟體時代

• 從開源運動說起
  • Richard Stallman啟動GNU專案（1983）
  • GNU通用許可協議誕生(1989)
  • Linus Torvalds釋出了Linux核心（1991）
  • 網景瀏覽器開源，產生了Mozilla（1998）

計算生態：計算生態深入演化

- 1983，Richard Stallman大教堂模式 vs. 1991，Linus Torvalds集市模式

4.2 計算生態的定義

• 開源思想深入演化和發展，形成了計算生態
• 計算生態以開源專案為組織形式，充分利用“共識原則”和“社會利他”組織人員，在競爭發展、相互依存和迅速更迭中完成資訊科技的更新換代，形成了技術的自我演化路徑。

4.3 計算生態的特點

• 沒有頂層設計、以功能為單位、具備三個特點
  • 1.競爭發展
  • 2.相互依存
  • 3.迅速更迭

4.4 Python計算生態

• 1.以開源專案為形式，提供了超過14萬個第三方庫
• 2.開源專案的建設經過野蠻生長和自然選擇，高質量庫眾多
• 3.第三方庫之間相互關聯使用，依存發展或逐級封裝
• 4.Python社群龐大，新技術更迭迅速，已經成為計算生態主流

4.5 程式語言的演進

• 組合語言(CPU相關）
• 高階語言(CPU無關)
• 超級語言(計算生態）

5. 例項1：溫度轉換

程式需求

• 兩種溫度體系的轉換：攝氏度&華氏度
  • 攝氏度：以1標準大氣壓下水的結冰點為0度，沸點為100度，將溫度進行等分刻畫
  • 華氏度：以1標準大氣壓下水的結冰點為32度，沸點為212度，將溫度進行等分刻畫
• 輸入：帶有攝氏或華氏溫度標誌的溫度值：如82F或82f表示華氏82度
• 輸出：帶有華氏或攝氏溫度標誌的溫度值：如28C或28c表示攝氏28度
• 輸入輸出要求：保留小數點後兩位

# TempConvert.py
TempStr = input("請輸入帶有符號的溫度值：")
if TempStr[-1] in ['F','f']:
    C = (eval(TempStr[0:-1]) -32)/1.8
    print("轉換後的溫度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:
    F = 1.8 * eval(TempStr[0:-1]) + 32
    print("轉換後的溫度是{:.2f}F".format(F))
else:
    print("輸入格式錯誤")